有机高分子磁性材料研究综述

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磁性塑料的综述

磁性塑料的综述

1磁性塑料的介绍~~~~~~~磁性塑料是高分子磁性材料中的一种。

高分子磁性材料是一种具有记录声、光、电等信息并能重新释放的功能高分子材料,是现代科学技术的重要基础材料之一。

有机高分子磁性材料作为一种新型功能材料,在超高频装置、高密度存储材料、吸波材料和微电子等需要轻质磁性材料的领域具有很好的应用前景。

磁性高分子材料的出现大大改善了烧结磁体的这些缺点,它具有重量轻、有柔性、加工温度不高、结构便于分子设计、透明、绝缘、可与生物体系和高分子共容、成本低等优点,但是磁性高分子材料的磁性能较低,如何提高其磁性能成为磁性高分子材料研究的主要热点。

磁性高分子材料广泛应用于冰箱、冷藏柜、冷藏车的门封磁条,标识教材,广告宣传,电子工业以及生物医学等领域,是一种重要的功能材料特点:有机磁性材料的优点:a、结构种类的多样性;b、可用化学方法合成;c、可得到磁性能与机械、光、电等方面的综合性能;d、磁损耗小、质轻、柔韧性好、加工性能优越;用于超高频装置、高密度存储材料、吸波材料、微电子工业和宇航等需要轻质磁性材料的领域2磁性塑料的分类及举例高分子磁性材料分为结构型和复合型两种:结构型磁性材料是指高分子材料本身具有强性;复合型磁性材料是指以塑料或橡胶为黏结剂与磁粉混合黏结加工而制成的磁性体。

结构型磁性材料:结构型高分子磁性材料的种类主要有:高自旋多重度高分子磁性材料;自由基的高分子磁性材料;热解聚丙烯腈磁性材料;含富勒烯的高分子磁性材料;含金属的高分子磁性材料;多功能化高分子磁性材料等.复合型磁性材料:复合型磁性塑料是指在塑料中添加磁粉和其他助剂,塑料起黏结剂作用。

磁性塑料根据磁性填料的不同可以分为铁氧体类、稀土类和纳米晶磁类。

根据不同方向磁性能的差异,又可以分为各向同性和各向异性磁性塑料。

3磁性材料的应用3.1磁性橡胶磁性橡胶铁氧体填充橡胶永磁体曾大量用于制造冷藏车、电冰箱、电冰柜门的垫圈。

北京化工研究院曾研制出专用于风扇电机的磁性橡胶,应用于计算机散热风扇。

高分子磁性材料的合成和磁性能研究

高分子磁性材料的合成和磁性能研究

高分子磁性材料的合成和磁性能研究随着科技的不断发展,磁性材料在各个领域都有着广泛的应用。

其中,高分子磁性材料因其独特的结构和性质备受关注。

高分子磁性材料是指通过在高分子材料中引入磁性颗粒或通过合成具有磁性的高分子材料而得到的材料。

本文将主要探讨高分子磁性材料的合成方法以及其磁性能研究。

合成高分子磁性材料的方法有多种多样,下面将重点介绍一种常用的方法——磁性颗粒合成法。

这种方法通过控制磁性颗粒与高分子之间的相互作用,实现磁性颗粒的均匀分散在高分子材料中。

一种常见的磁性颗粒合成方法是溶液法。

首先,选取适当的溶剂,将高分子材料溶解于其中,并加入磁性颗粒制备的前驱体。

然后,在适当的条件下,通过控制溶剂的挥发、调整温度和添加表面活性剂等方法,使磁性颗粒在高分子材料中均匀分散。

最后,通过干燥或固化等方法得到高分子磁性材料。

这种方法制备的高分子磁性材料具有磁性稳定性好、粒径分布窄以及可控的磁性能等优点。

除了磁性颗粒合成法,还有一种常用的方法是合成具有磁性的高分子材料。

这种方法通过合成含有磁性基团的单体,然后将其聚合成高分子材料。

一种常见的具有磁性的高分子材料是聚苯胺和聚吡咯。

它们的磁性来源于其分子内的共轭结构和共轭链上的磁性基团。

通过调控单体的合成条件和聚合反应的条件,可以得到具有不同磁性性能的高分子材料。

这种方法制备的高分子磁性材料具有良好的热稳定性和机械性能。

针对高分子磁性材料的磁性能研究是非常重要的,它有助于了解材料的磁性行为以及优化材料的性能。

高分子磁性材料的磁性性能通常包括饱和磁化强度、剩余磁化强度和矫顽力等。

这些性能可以通过磁化曲线和磁滞回线来进行表征。

磁化曲线是描述材料在外加磁场下磁化行为的曲线,可以通过磁强计等仪器测得。

磁滞回线是描述材料在磁场的变化下磁化状态变化的曲线,可以进一步了解材料的磁性稳定性和磁化动力学行为。

此外,磁性材料的磁性性能还可以通过电子自旋共振、交流磁化等方法进行研究。

高分子磁性材料的合成和磁性能研究在现代科学技术中具有广泛的应用前景。

高分子有机磁性材料

高分子有机磁性材料

高分子有机磁性材料1 引言磁性材料是一簇新兴的基础功能材料。

虽然早在3000多年前我国就已发现磁石相互吸引和磁石吸铁的现象, 并在世界上最先发明用磁石作为指示方向和校正时间的应用, 在《韩非子》和东汉王充著的《论衡》两书中所提到的“司南”就是指此, 但毕竟只是单一地应用了天然的磁性材料。

人类注意于磁性材料的性能特点、制造、应用等的研究、开发的发展历史尚不到100年时间。

经过近百年的发展, 磁性材料已经形成了一个庞大的家族,按材料的磁特性来划分, 有软磁、永磁、旋磁、记忆磁、压磁等; 按材料构成来划分, 有合金磁性材料, 铁氧体磁性材料, 分类情况如下:上述材料尽管种类繁多, 庞杂交叉, 但都属于无机物质的磁性材料或以无机物质为主的混合物质磁性材料。

近年来, 由于一种全新的磁性材料的面世, 使磁性材料家族喜添新成员, 这就是高分子有机磁性材料,其独特之处在于它属于纯有机物质的磁性材料。

过去一般认为, 有机高分子化合物是难于具有磁性的, 因此本身具有磁性的有机高分子化合物的出现, 就是高分子材料研究领域的一个重大突破。

有机高分子磁性材料的发现被国内外专家认为是80年代末科学技术领域最重要的成果之一, 它的发现在理论和应用上可与固体超导和有机超导相提并论。

有可能在磁性材料领域产生一系列新技术。

2高分子有机磁性材料的主要性能特点由于高分子有机磁性材料既属于高分子有机材料, 又属于磁性材料, 对这类材料的研究属于交叉科学,人们对这类新型材料的研究和认识尚处于起步阶段,因此尽管专家们已对其进行了多方面的测量、试验和分析、研究, 但对其特性的认识仍很不系统、很不准确、很不全面。

从现已了解到的一些测试数据和分析情况可以初步看出其主要的性能特点:(1) 该材料是采用与过去所有磁性材料的制备方法完全不同的高分子化工工艺制成的高分子有机物质,是高分子有机物再加上二茂铁的络合物, 分子量高达数千。

该类材料和元件制备的主要工艺流程如图1。

浅谈磁性高分子材料

浅谈磁性高分子材料

前言磁性高分子材料是最早出现在1970年,是高分子功能材料。

与之前的普通磁性材料相比,磁性高分子材料具有很多优点,磁性高分子材料可分为结构型和复合型两种。

结构型磁性高分子材料是指本身具有磁性聚合物,如自由基聚合物,自由基化合物茂金属聚合物。

复合型磁性高分子材料主要由高分子化合物与无机磁性材料两部分复合而成。

制备方法磁性高分子材料的制备方法主要有共混法和原位聚合法等。

磁性高分子微球具有更特殊的制备方法外,如包埋法、化学液相沉积法及生物合成法等。

共混法主要有物理共混法、共聚共混法和互穿聚合物网络法三种方法。

其中物理共混法是指通过物理作用实现高分子材料和磁性原料的共混,根据原料性状的不同可区分为粉料共混、熔体共混、溶液共混、乳液共混等方法;共聚共混法可分为接枝和嵌段共聚共混法两种,其中接枝共聚共混法是指将聚合物A溶解于聚合物B的单体中,通过引发B单体使其在聚合物A的侧链上实现接枝共聚,嵌段共聚共混法则是使A、B单体主链断裂后实现共聚,形成A-B主链交错连接的聚合物;互穿聚合物网络法(IPN)是一种独特的高分子共混法,通过聚合物A和聚合物B各自交联后所得的网络连续地相互穿插而形成新的高分子聚合物,其中A、B之间不发生化学键合。

原位聚合法通过将高分子材料单体、磁粉及催化剂全部加入到分散(或连续)相中,使高分子材料单体在磁粉表面发生聚合(或相反),形成以磁粉为核、高分子材料为包覆层或高分子材料微粒为核,磁粉附着于表面的复合磁性粒子,这些磁性粒子能够在高分子材料单体中高度分散,具备较高的均匀性,原位聚合法制备的磁性粒子可进一步制成其他性状的材料,也可单独使用,如制作磁性高分子微球。

包埋法将磁性粒子置入高分子溶液,使其充分分散,并通过一系列方法获得高分子材料内部含有磁性微粒的磁性高分子微球,微球中磁性微粒与高分子材料的基团之间主要是通过范德华力或者形成氢键和共价键相结合,包埋法制备磁性高分子的不足在于微球粒径难以有效控制导致粒径分布不均匀,由于雾化、絮凝、蒸发等方法难以有效去高分子溶液中预置的溶剂和沉淀剂,导致磁性高分子微球内含杂质,影响其使用性能。

磁性材料的研究与发展

磁性材料的研究与发展

磁性材料的研究与发展磁性材料已经成为现代科技中的核心技术之一。

正是因为磁性材料的特殊性质,才使得我们能够创造出许多方便、高效、安全的产品。

磁性材料的研究与发展方向正在不断拓展,下面我们将从多个角度来探讨磁性材料的发展现状。

一、磁性材料的基础性质研究磁性材料的性质是发掘其广泛应用的前提。

国内外的许多学者和科研机构一直致力于磁性材料性质的深入研究。

首先,磁性材料的磁性基本参数比如饱和磁感应强度、矫顽力、磁滞损耗等相关性质的测试和研究。

其次,磁性材料的磁结构、磁行为等方面的研究也是磁性材料研究的热点之一。

这些研究的结果在磁性材料制备和加工方面产生了深远的影响。

二、磁性材料的应用领域研究磁性材料在能源、环保、医疗、通讯等领域有着广泛的应用,磁性材料的不断发展也拉动了应用领域的发展。

具体的应用领域包括以下几个方面:1. 磁存储和磁纳米材料:磁性材料在计算机存储、磁盘等领域的应用已经相当成熟,得到了广泛的应用。

2. 磁控制制动器:利用磁性材料的特殊之处,磁控制制动器已经成为汽车制动领域中的一种重要技术。

3. 磁性永磁材料:永磁材料是一种比较新兴的磁性材料,因其在应用过程中无需电源,能够长时间保持强大的磁作用,已被广泛应用于医疗、通讯和能源等领域,也是许多高科技产品的重要组成部分。

4. 磁致冷材料:磁致冷材料的开发成为研究热点,已经被广泛应用于医疗、农业等领域,可以有效地改善空气质量,提高环境的生态值。

5. 磁触媒材料:磁触媒材料已经成为环保催化剂领域中的一种新兴技术,对于治理大气污染和水质污染有着重要作用。

三、磁性材料的制备和加工技术研究磁性材料的性能优劣直接影响着其应用范围和效果,因此磁性材料的制备和加工技术研究同样是发展热点。

目前主要研发方向包括以下几种:1. 磁性材料的制备工艺:如何制备高质量、高纯度的磁性材料,是研究的重点之一。

2. 磁性材料的复合技术:利用复合技术可以将多种材料和磁性材料进行复合,以提高材料的性能。

高分子材料核磁

高分子材料核磁

高分子材料核磁
高分子材料核磁(NMR)是一种研究高分子材料分子结构和化学键的谱学方法。

通过在强磁场中使用射频脉冲,NMR能够使高分子材料中的氢原子核发生能级跃迁,产生吸收信号。

这些吸收信号可以提供关于高分子材料分子结构和化学键的信息。

高分子材料核磁的应用范围广泛,包括:
1.测定有机物、无机物、高分子聚合物、天然药物、小分子量蛋白质等物质的基本化学结构、空间结构及构型分析。

2.混合物的成分分析和鉴定。

3.化学反应动力学的研究。

4.材料微观结构和功能间的关系研究。

高分子材料核磁检测项目与原子核的种类及其丰度、检测仪器的灵敏度和分辨率等因素有关。

常见的检测项目包括:
1.测定有机物、无机物、高分子聚合物、天然药物、小分子量蛋白质等物质的基本化学结构、空间结构及构型分析。

2.混合物的成分分析和鉴定。

3.化学反应动力学的研究。

4.材料微观结构和功能间的关系研究。

磁性材料的研究现状与应用

磁性材料的研究现状与应用

磁性材料的研究现状与应用磁性材料是指具有一定磁性的物质,其磁性是由材料中存在的磁性原子或离子所带来的。

磁性材料具有广泛的研究和应用价值,以下是目前磁性材料领域的研究现状和应用:1.磁性材料的研究现状:磁性材料的研究主要集中在其磁性机制、磁性性质和磁相变等方面。

研究人员通过控制材料的组成、晶体结构和微观结构等参数,实现对材料磁性能的调控。

其中,磁性相变是磁性材料研究的前沿课题之一、通过改变温度、外场或应力等条件,使材料从一种磁相态向另一种磁相态转变,研究人员可以揭示磁相变的机制及其在材料性质上的影响。

此外,研究人员还关注磁性材料的自旋输运、磁性纳米颗粒等基本问题,以及材料的磁光性质和磁阻效应等应用性问题。

2.磁性材料的应用:磁性材料在多个领域具有重要的应用价值。

以下是磁性材料的几个重要应用领域:磁存储技术:硬磁材料是磁存储设备中的重要组成部分。

研究人员通过改变磁性材料的组分和结构,提高其矫顽力和矫顽力之比,以增加存储密度,并提高存储性能。

电力装置:磁性材料广泛应用于电力装置中,如发电机、变压器、电机等。

通过选择合适的磁性材料,可以提高电力装置的效率和性能。

生物医学:磁性材料在生物医学领域有着广泛的应用。

例如,磁性纳米颗粒可以作为生物标记用于细胞成像和药物传递。

此外,磁性材料还可以用于磁共振成像和磁热治疗等领域。

传感器和电子器件:磁性材料在传感器和电子器件中扮演重要角色。

例如,磁性材料可以用于制造磁传感器,用于测量磁场强度。

此外,磁性材料还可以用于制造磁性开关、磁光器件等电子器件。

其他领域:磁性材料还在其他领域中有一些新的应用。

例如,在环境治理领域,磁性材料可以用于去除水中的污染物。

在能源领域,磁性材料可以用于制备高性能的磁性催化剂。

总之,磁性材料在研究和应用方面取得了丰硕的成果。

随着对磁性材料性质和应用需求的更深入研究,磁性材料将在更多领域中发挥重要作用。

有机磁性材料

有机磁性材料

1963年,McConnell预言有机化合物中存在着铁 磁性的相互作用。 1986年,前苏联科学家Ovichinnikov首次报道有 机铁磁性材料 Poly-BIPO:
HO C C C C OH
N O
N
.
O
.
它的出现打破了有机物质与铁磁无缘的传统 观念,是对磁矩起源和磁矩相互作用等基本观念 的挑战,具有极为重要的科学意义 有机磁性材料具有不导电、比重轻、透光性 好、溶于普通溶剂、可塑性强、易于复合加工成 型等更优良的性质,非常适于做多种功能材料,如: 航天材料、微波吸收材料、光磁开关材料、电磁 屏蔽材料、磁记录材料和生物兼容材料等
· TCNE · TCNE · TCNE · TCNE
Tc/K 4.8 8.8 3.65 6.3 3.3 4.4 3.8 2.75 0.75
令人惊奇的结果:
V(TCNE)x·(CH2Cl2)y

Tc﹥350K
即室温铁磁体!! 其性能: ①溶剂的影响很大 ②生成机理不清楚 ③晶体结构不清楚
C60· TDAE
5.2 分子设计的理论模型
1)分子间磁轨道自旋极化模型 2)分子间电子转移模型 3)高自旋多重度模型 4)超级交换模型
分子间磁轨道自旋极化模型
1963年,美国加州理工学院的 McConnell为预测和解释分子间磁 相互作用,提出了一种涉及到因组 态间相互作用产生的自旋极化的 理论模型,文献中常称为自旋极化 模型方向
1)继续研究有机分子自旋之间的铁磁性相 互作用及其影响因素,寻找新的铁磁性耦合基团 2)设计合成高自旋密度的有机分子及高对 称的电子给体和受体,发现高Tc的有机铁磁体, 特别是由碳、氢、氧、氮等轻元素组成的纯有机 铁磁体 3)铁磁性高分子的探索 4)含有有机金属化合物和无机配位化合物 的有机-无机杂化铁磁性分子材料的研究,可能 会率先走向实用化阶段
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有机磁性材料研究综述摘要:有机磁性材料是最近二十多年发展起来的新型的功能材料,因为其结构的多样性,可用化学方法合成,相比传统磁性材料具有比重低、可塑性强等等优点,因此在新型功能材料方面有着广阔的应用前景。

本文综述了高分子有机磁性化合物的发展和研究近况,及其有机高分子磁性材料的分类及其应用前景。

关键词:有机磁性材料结构型复合型Review on the research of organic magnetic material Abstract: organic magnetic material is a new functional material in recent twenty years, because of the diversity of its structure, synthetized by chemical method , compared with the traditional magnetic materials with a low specific gravity, high plasticity, and so on, so it has a broad application prospect in the new functional materials.This paper reviews the development and research status of high polymer organic magnetic materials’compounds, classification and its application prospect.Key word: organic magnetic material intrinsic complex一、简介历史上记载的人类对磁性材料的最早应用是中国人利用磁石能够指示南北方向的特性,将天然磁石制成的司南,这一发明对航海业的发展有着重要的推动作用。

随着社会的发展和科技的进步,强铁磁性和亚铁磁性材料已经在国防(如雷达和卫星通信中的磁性器件、隐形材料等)、科研(如探测太空反物质的磁谱议、核磁共振成像仪等)、高新技术(如无摩擦轴承发电机、磁悬浮列车等)、日常生活(如医疗器械、扩音器、麦克风、数据存储材料、微电子器件、发动机等)等各个领域得到了应用。

但是由于传统的磁性材料必须经过高温冶炼的过程,而且因为密度大,精密加工成型困难,磁损耗大等原因,使得传统的磁性材料在高新技术和尖端科技的一些方面的应用受到了很大的限制。

相比下,高分子磁性材料具有比重轻、强度高,柔软质轻、容易加工成尺寸精度高和形状复杂的制品,分子结构变化多端,还能与其它元件一体成型,其结构种类的多样性,可用化学方法合成,可得到磁性能与机械、光、电等方面结合的综合性能,具有磁损耗小等特点,在超高频装置、高密度存贮材料、吸波材料、微电子工业和宇航等需要轻质磁性材料的领域有很大的应用前景。

有机磁性材料具有不导电、比重轻、透光性好、溶于普通溶剂、可塑性强、易于复合加工成型等更优良的性质,非常适于做多种功能材料,如:航天材料、微波吸收材料、光磁开关材料、电磁屏蔽材料、磁记录材料和生物兼容材料等在人类的材料发展史上,磁性材料领域曾长期为含铁或稀土金属元素的合金和氧化物等无机磁性材料所独占。

但由于传统磁性材料必须经过高温冶炼才能得到应用,而且密度大,精密加工成型很困难,加工过程中的磁损耗很大等原因,使得传统磁性材料在高新技术和尖端科技应用受到很大限制。

20世纪80年代中期出现了新的交叉学科——有机和高分子磁学。

前苏联的科学Ovchinnikov,西班牙的F.Palacio,日本的T.Sugano,法国的Kahn等为此作出了巨大的贡献[1]。

有机高分子磁性材料是指含有稳定自由基并具有铁磁相互作用的有机化合物或含过渡金属的复合物的总称。

它的出现打破了有机物质与铁磁无缘的传统观念。

二、有机磁性材料的分类有机磁性化合物主要可以分为复合型和结构型两大类。

1、复合型有机磁性化合物复合型磁性高分子材料是指以高分子材料与各种各种无机磁性材料通过混合粘结、填充复合、表面复合、层积复合等方式加工制得的磁性体从复合材料概念出发,通称为磁性树脂基复合材料。

主要是以有机化合物(主要是指高分子树脂)为基体,加入各种磁粉经混合成形而制得的具有磁性的复合体系。

基体树脂可根据实际需要选用不同的聚合物,采用的磁性填料主要有两大类:铁氧体型和稀土型。

铁氧体类如钡铁氧体、锶铁氧体等。

稀土类如SmCo5,Sm2(Co,Fe,Cu,M)17(M=Zr,Ti,Hf,Ni,Mn,Nb)等和钕铁硼等。

复合型磁性高分子材料是已实现商品化生产的重要磁性高分子材料,可分为树脂基铁氧体类高分子共混磁性材料和树脂基稀土填充类高分子共混磁性材料两类, 简称为铁氧体类高分子磁性材料和稀土类高分子磁性材料, 目前以铁氧体类高分子磁性材料为主。

也有根据聚合物与无机磁性材料的结合方式及制备方法、应用领域的不同,复合型磁性聚合物主要可分为磁性塑料和磁性高分子微球两类。

一般复合型高分子磁性材料工艺流程如下:(1)铁氧体类高分子磁性材料填充铁氧体类磁粉制作的磁性塑料属于铁氧体类磁性塑料,目前大多数磁性塑料为铁氧体类。

所用的铁氧体磁粉一般为钡铁氧体(BaO•6Fe2O3)和锶铁氧体(SrO•6Fe2O3),但以使用单畴粒子半径大、磁各向异性常数大的锶铁氧体磁粉为佳。

磁粉粒子呈六角板状,垂直于六角面的C轴方向为NS方向,其平均粒径为1~1.5 μm[2]。

目前常用磁性塑料的磁粉含量为80%~90%,所用合成树脂有聚酰胺(PA)(目前最常用的PA基体是PA6、PA12、PA66等)、聚苯硫醚(PPS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)等热塑性树脂和环氧树脂(EP)、酚醛树脂(PF)等热固性树脂。

生产中要求所用的树脂在加热时的流动性和热稳定性能好,制品的力学性能优良[3]。

与烧结磁铁相比,铁氧体类高分子磁性材料具有质轻、柔韧、成型后收缩小、制品设计灵活等特点,可制成薄壁或复杂形状的制品,可连续成型、批量生产,可加入嵌件而无需后加工, 。

铁氧体类磁性塑料的生产方法是将选定的磁粉与树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂等混合后,在混炼机中加热、加压和混炼,待混炼物冷却后,制成一定大小的颗粒料,再用压制、挤出或注塑成型方法成型制品,最后经过二次加工,在磁场中使其磁化。

(2)稀土类高分子磁性材料填充稀土类磁粉制作的高分子磁性材料属于稀土高分子磁性材料。

稀土类磁性塑料有热塑性和热固性之分。

热塑性磁性塑料作黏结剂的合成树脂有PA、PE、EVA等;热固性磁性塑料使用液态双组分EP或PF作黏结剂。

使用的稀土类合金磁粉有两种类型:1对5型(稀土元素与过渡元素的组成比例为1:5)和2对17型,1对5型主要为SmCo5,2对17型主要为Sm2(Co、Fe、Cu、M)17(M=Zr、Hf、Nb、Ni、Mn等)。

稀土类高分子磁性材料因受价格、资源的影响目前产量还不大。

它与烧结型稀土类磁铁相比,虽然在磁性和耐热性方面较差,但其成型性和力学性能优良,组装和使用方便,废品率低,这是烧结磁铁所无法比拟的。

稀土类高分子磁性材料的磁性虽不如稀土类烧结磁铁,但优于铁氧体类烧结磁铁,其力学强度、耐热性能和磁性能均优于铁氧体类高分子磁性材料。

稀土类高分子磁性材料的加工性能较出色,可以满足电子工业对电子电气元件小型化、轻量化、高精密化和低成本的要求, 将成为今后复合型高分子磁性材料发展的方向。

2、结构型一般结构型高分子磁性材料的工艺流程如下:结构型磁性高分子材料是指分子本身具有强磁性的聚合物,如本身具有强磁性的聚合物材料聚双-2,6吡啶基辛二腈(PPH),最早是由澳大利亚科学家合成的。

在此基础上,日本东京大学物理研究所的管野忠教授等合成了一种新的聚合体——PPH•FeSO4强磁性体,这是一种可与磁铁相匹敌的有机高分子强磁性体,这种黑色聚合物的密度为1.2~1.3 g/cm3,耐热性好,在空气中加热300℃不分解,但它不溶于有机溶剂[4]。

但是国内外关于利用结构型磁性高分子制成有实用价值的磁性高分子材料的报道比较少,这主要是因为磁性高分子理论和应用的探索还处于初级阶段。

通常的高分子材料是共价键结合,并不具有未成对电子,因此不具有顺磁性或铁磁性,但某些芳香族自由基和烯烃自由基具有大的正原子或负原子自旋密度,通过分子自旋离域和自旋极化,这些自由基在晶体中形成正反自旋区域相间分布,当正自旋密度远大于负自旋密度就可出现铁磁耦合而显示出磁性。

所谓结构型系指在高分子共聚物中,引入了某些含有不成对电子的磁性有机自由基(Organic free radicals )。

这样高分子共聚物的磁化率,决定于其内部所含有不成对电子的数目。

结构型磁性高分子材料的设计一般有2种方法:一是根据单畴磁体结构,构筑具有大磁矩的高自旋聚合物;二是参考Fe和金红石结构的铁氧体,使低自旋的高分子自旋取齐。

结构型高分子磁性材料的种类主要有:金属原子配合物型磁性材料;自由基聚合物型高分子磁性材料;含大π键体系的化合物的高分子磁性材料。

2.1 金属原子配合物金属有机高分子磁体实际上是含有多种顺磁性过渡金属离子的金属有机高分子络合物,具有特殊的配位环境和配位结构的多样性,能够形成二维或三维的有序网状结构,磁性来源于金属离子与有机基团中的不成对电子间的长程有序-自旋作用。

(1)桥联型金属有机络合物桥联型金属有机络合物磁性高分子是指用有机配体桥联过渡金属以及稀土金属等顺磁性离子,顺磁性金属离子通过“桥”产生磁相互作用,结果获得宏观磁性的一类磁性高分子。

由于顺磁性金属离子间的磁相互作用对高分子的磁性起到十分关键的作用,因此,人们对所得产物中金属离子的磁相互作用进行了较多的研究。

科学家在此方面作了很多工作,其中最为著名的是Khan等人利用金属离子间容易产生反铁磁性相互作用的特点,设计有不同多重态金属离子交替排列,含Mn和Cu的金属有机高分子配合物,并得到三维高分子化合物。

这类高分子是最有希望获得实用价值的金属有机配合物磁性高分子之一。

此外,GleiezS 等合成了二硫化草酸桥联配体为交替排列的双金属有机配合物[5]。

尽管桥联型有机金属络合物高分子磁性材料的理论研究较多,发展也较快,但是磁性有机高分子的居里温度太低,没有实用价值,但是为开发出具有实用价值的磁性高分子奠定了理论基础。

(2)Schiff碱型金属有机络合物磁性高分子关于Shciff碱型金属有机配合磁性高分子,最新的进展是日本东京大学的管野忠在澳大利亚科学家所合成的PPH(聚双2,6毗吮基辛二睛)聚合物的基础型高分子磁体[6]。

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